Refrigeración natural combinada con enfriadores de amoniaco GEA en el Data Center DC 10 de Austria

El Data Center DC 10 inaugurado en 2018 por Schwarz IT Data Center GmbH (Neckarsulm, Alemania) en la ciudad austriaca de Ostermiething alcanza una relación de eficacia de uso de energía (PUE) extremadamente baja de sólo 1,1. Esto lo convierte en una de las instalaciones más eficientes de su tipo. El concepto de diseño que ahorra recursos fue galardonado con un Certificado de Oro por el Consejo Austriaco de Edificación Sostenible (ÖGNI). El nuevo y extraordinario centro de datos alcanza una alta disponibilidad de al menos el 99,98% (HA clase n+1) y está certificado por el TÜV.

Enfoque en la refrigeración natural

Para minimizar el consumo de energía secundaria y combinar eficazmente la fiabilidad con la eficiencia energética, los proyectistas generales de dc-ce RZ Consulting GmbH & Co. KG (Fráncfort del Meno) implementaron las mejores opciones para un sistema de refrigeración de ahorro de recursos. En lugar de la refrigeración mecánica convencional, el DC 10 utiliza agua de río para su sistema de refrigeración primaria. El director del proyecto Thomas Fischer explica: "La central eléctrica de carbón que antes funcionaba en el emplazamiento de DC 10 fue enfriada con agua a 9°C del cercano río Salzach. La disponibilidad del agua del río permitió a Schwarz IT Data Center GmbH integrar en el centro de datos un sistema de control de climatización respetuoso con el medio ambiente y eficiente en función de los costes".

Es poco probable que el centro de datos de 1.500 metros cuadrados alcance la diferencia de temperatura máxima permisible de 10 Kelvin entre el agua extraída y el agua devuelta al río. Parte de la energía térmica se utiliza en invierno para calentar las oficinas del edificio. En los días fríos, el agua fluye a través de dos bombas de calor antes de ser vertida de nuevo al río.

La refrigeración mecánica garantiza la fiabilidad

El uso exclusivo del agua del río para el enfriamiento no garantiza una disponibilidad del 100%. Fischer cita un ejemplo: "Los altos niveles de agua pueden causar inundaciones en la estructura de entrada e interferir la disipación de calor." Cuando se realicen trabajos de mantenimiento en la entrada, bombas o intercambiadores de calor que separan el agua del río del circuito interno de refrigeración, el sistema debe ser capaz de manejar un flujo de retorno de agua de refrigeración desde el centro de datos que puede alcanzar temperaturas que oscilen entre 25°C y 27°C.

Al igual que la fuente de alimentación, el sistema de refrigeración DC 10 está diseñado para ser altamente redundante. El centro de datos tiene cuatro enfriadores de amoníaco GEA BluAstrum instalados para servir como respaldo para el sistema de enfriamiento natural. Cada una de estas unidades puede regularse para proporcionar hasta 875 kW de capacidad frigorífica para alimentar el circuito de refrigeración con agua fría a 18 °C a partir de un flujo de retorno de 24 °C. Thomas Fischer: "Los racks se pueden refrigerar de forma fiable con 20°C de aire circulante de los grupos frigoríficos in situ". El calor del área del servidor se descarga al medio ambiente a través de intercambiadores de calor montados en el techo o se alimenta en bombas de calor y se utiliza para la calefacción interior.

Climatización con red eléctrica y suelo elevado

"Con una producción normal, incluso sin refrigeración por agua de río, no sería necesario hacer funcionar las cuatro enfriadoras GEA a plena carga", añade Fischer. El sistema de refrigeración de reserva incorpora una gran cantidad de energía de reserva. Todas las unidades GEA son alimentadas por dos redes eléctricas independientes y conectadas mediante líneas de bus dual a un sistema de control de edificios redundante. Pero eso no es todo: en caso de un fallo completo del sistema, el control local activaría un programa de emergencia y conmutaría todas las enfriadoras a su capacidad máxima para proporcionar una refrigeración ininterrumpida al centro de datos. La salida no estaría regulada y probablemente excedería el nivel requerido para enfriar los racks.

Para garantizar que Schwarz IT Data Center GmbH pueda confiar siempre en el sistema de refrigeración de emergencia, los cuatro refrigeradores utilizados para el DC 10 funcionarán durante varias horas al mes. Los operadores pueden utilizar el sistema de control del edificio o el GEA Omni Control en las enfriadoras para comprobar los datos operativos actuales y las funciones del sistema.

Refrigerante respetuoso con el clima: amoníaco

Dado que los enfriadores GEA utilizados para el centro de datos sólo funcionan unas pocas horas al año y es poco probable que esto cambie en el futuro, la eficiencia desempeñó un papel menos importante en el proceso de selección. Pero con un EER (ratio de eficiencia energética) de 4,9 a plena carga, el BluAstrum también habría conseguido fácilmente puntos en esta disciplina. Para Schwarz IT Data Center GmbH era importante asegurarse de que las unidades GEA funcionen con amoniaco ecológico (R 717) como refrigerante y que sólo necesiten unos 45 kilogramos por enfriadora (incluyendo el evaporador/condensador). El uso de gases fluorados perjudiciales para el medio ambiente estaba fuera de discusión para el centro de datos. El amoníaco ha sido probado en la refrigeración industrial y es un modelo en términos de ecosostenibilidad: tiene un potencial de destrucción de la capa de ozono (PAO) cero y cero potencial de calentamiento global (GWP = 0).

La importancia de la fiabilidad y disponibilidad a la hora de planificar y operar un centro de datos queda demostrada por la elección del proveedor de las enfriadoras. El director del proyecto Thomas Fischer: "Comparamos varias ofertas diferentes, pero GEA nos convenció con enfriadores diseñados y optimizados para trabajar con amoníaco. La compañía también cumplió con nuestro requisito de una buena calificación de proveedor".

Fischer explicó que no es sólo una cuestión de tecnología: "La disponibilidad de piezas de repuesto y el rápido tiempo de respuesta del equipo de servicio también juegan un papel importante. GEA nos convenció en este sentido. Y gracias a los muchos años de experiencia en la aplicación de la tecnología de refrigeración con amoníaco, la empresa es capaz de producir soluciones de refrigeración técnicamente avanzadas.

GEA BluAstrum: Enfriamiento con un refrigerante natural

Los enfriadores GEA BluAstrum son adecuados para una gran variedad de aplicaciones. Con un ESEER (European Seasonal Energy Efficiency Ratio) de más de 8, trabajan con el refrigerante natural amoniaco y están diseñados para su instalación en interiores a temperaturas comprendidas entre 5°C y 40°C. Siete tamaños con una capacidad máxima de refrigeración de aproximadamente 400 kW a 1.730 kW proporcionan un rendimiento completo con bajos niveles de ruido y vibración.

La serie BluAstrum cuenta con un diseño compacto con un tamaño mínimo. Un BluAstrum 1000 (gama de potencia media) distribuye su peso de 7 toneladas en una superficie de 5 m² y tiene sólo 2,1 metros de altura. Con un ancho de sólo 1 m, cabe a través de todas las puertas estándar. Este modelo requiere una carga de sólo unos 50 g de amoníaco por kW de potencia frigorífica. Los compresores de tornillo GEA Grasso M garantizan un funcionamiento energéticamente eficiente, incluso en condiciones de baja carga. En la gama BluAstrum, estos compresores se suministran de serie con un convertidor de frecuencia para el control continuo de la velocidad y del Vi. El menú intuitivo y fácil de usar de la pantalla táctil del GEA Omni Control y las diversas opciones de comunicación con los sistemas de control superiores garantizan un funcionamiento sin problemas.

El refrigerante de amoníaco natural (R717) utilizado en los enfriadores BluAstrum ofrece excelentes propiedades termodinámicas. La alta entalpía de evaporación específica y la excelente capacidad de enfriamiento volumétrico garantizan una baja masa de refrigerante en circulación. El amoniaco no contribuye al efecto invernadero (Potencial de Calentamiento Global/GWP = 0) ni agota la capa de ozono (Potencial de Agotamiento del Ozono/ODP = 0).

Si quieres más información sobre las enfriadoras GEA, haz clic en:

www.gea.com